李 博,李 偉,張 昊,張莉莉,王 恬

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,江蘇南京 210095)

日糧膽堿水平與宮內(nèi)發(fā)育遲緩對豬肝臟抗氧化能力的影響

李 博,李 偉,張 昊,張莉莉,王 恬*

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,江蘇南京 210095)

本實驗旨在研究日糧膽堿水平與宮內(nèi)發(fā)育遲緩(intrauterine growth retardation,IUGR)對豬生產(chǎn)性能及肝臟抗氧化指標(biāo)的影響。從正常分娩的母豬中選擇正常初生重(normal birth weight,NBW)和IUGR新生仔豬各12頭,所有仔豬于23d齡斷奶。實驗采用2×2因子設(shè)計,NBW仔豬和IUGR仔豬各分別飼喂基礎(chǔ)日糧(正常膽堿水平,NC)與添加膽堿的實驗日糧(高膽堿水平,HC),即NBW+NC、NBW+HC、IUGR+NC與IUGR+HC四組。結(jié)果表明:與NBW豬相比,IUGR顯著降低了豬23d齡、73d齡及120d齡時的體重,豬200d齡時,IUGR組體重與正常組相比仍有降低趨勢;IUGR有降低200d齡豬肝臟中T-AOC的趨勢,并顯著降低了肝臟清除DPPH·的能力(p<0.05);高膽堿水平可顯著降低肝臟中MDA的含量(p<0.05),并使肝臟T-AOC、SOD的活性及清除DPPH·的能力顯著升高(p<0.05)。結(jié)論:IUGR豬生長緩慢,高膽堿日糧可以改善肝臟抗氧化能力,使其在生長發(fā)育后期生長性能顯著提高。

膽堿,豬,宮內(nèi)發(fā)育遲緩,生長性能,抗氧化能力

宮內(nèi)發(fā)育遲緩(intrauterine growth retardation,IUGR)是指胎兒在子宮內(nèi)發(fā)育受到阻礙,常導(dǎo)致低出生體重、免疫力下降等。據(jù)統(tǒng)計,世界上每年約有5%～10%左右的IUGR新生兒,且在人類醫(yī)學(xué)上多胎兒的死亡率一直較高,但到目前為止仍沒有較有效的治療方法[1]。同樣在集約化養(yǎng)殖模式下的動物飼養(yǎng)產(chǎn)業(yè)上IUGR發(fā)生率也很高,例如豬生產(chǎn)上,低出生體重的新生仔豬死亡率較高[2]。流行病學(xué)研究表明,IUGR動物在整個生長過程中各器官發(fā)育及功能滯后,且成年后易出現(xiàn)肥胖等代謝綜合征,與正常出生體重成年動物相比肉品質(zhì)較差等,對畜牧生產(chǎn)危害巨大[3]。然而隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展和生活質(zhì)量不斷提高,人們的消費水平已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向關(guān)注動物產(chǎn)品的健康及安全問題[4]。因此,通過飼糧添加劑來營養(yǎng)調(diào)控IUGR動物的生長發(fā)育,增強其抗氧化應(yīng)激能力具有重要意義。

膽堿作為一種水溶性維生素,近年來被廣泛作為飼料及食品添加劑。有研究發(fā)現(xiàn)[5],日糧中添加膽堿可以修復(fù)大鼠大腦的線粒體功能,提高運動協(xié)調(diào)能力和記憶學(xué)習(xí)功能;適當(dāng)添加膽堿可以提高鯉魚的免疫應(yīng)答,增強抵抗力及與免疫相關(guān)基因的表達量[6]。而缺乏膽堿易造成肝臟、腎臟及心臟線粒體抗氧化應(yīng)激作用減弱,脂質(zhì)過氧化水平升高,危害動物體健康[7]。目前,有關(guān)膽堿對豬抗氧化應(yīng)激的研究,特別是對IUGR豬的報道研究較少。因此本實驗以IUGR豬為對象,跟蹤記錄每一個生長階段體重變化,從而探討IUGR豬與正常豬相比的生長發(fā)育狀況;同時添加膽堿進行調(diào)控,探討營養(yǎng)干預(yù)對IUGR豬生長及肝臟抗氧化性能的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

50%氯化膽堿 山東恩貝集團有限公司;總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)檢測按試劑盒方法進行 南京建成生物技術(shù)研究所。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗動物及分組 長白×大白二元雜交豬為實驗對象,從胎次相近、體型相似、正常分娩的20頭母豬中挑選正常初生重(NBW)和宮內(nèi)發(fā)育遲緩(IUGR)的新生仔豬各12頭,保證所選的每頭IUGR均有對應(yīng)NBW同胞仔豬,并隨母豬哺乳至23d斷奶,23d斷奶后飼喂固體飼料,將NBW仔豬和IUGR仔豬隨機分為四組,即NBW+NC、NBW+HC、IUGR+NC與IUGR+HC,每組6頭。各生長階段的基礎(chǔ)日糧中含有正常含量的膽堿,其營養(yǎng)成分符合或超過NRC(1998)的營養(yǎng)需求(表1)。根據(jù)《中國飼料成分及營養(yǎng)價值表(第21版)》,計算得到各階段基礎(chǔ)日糧中膽堿含量(表1)。通過以氯化膽堿替代等量的玉米得到膽堿日糧,使其中膽堿含量為基礎(chǔ)日糧的2倍(表2)。IUGR仔豬的選擇參照Xu等[8]方法,統(tǒng)計分析實驗豬場近兩年仔豬初生重數(shù)據(jù),計算平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差,將體重小于該場仔豬平均重兩個標(biāo)準(zhǔn)差的仔豬確定為IUGR仔豬(初生體重為:NBW,(1.5±0.2)kg;IUGR,(0.75±0.2)kg,實驗期間斷牙、斷尾、去勢、常規(guī)補鐵與免疫等均按照豬場相關(guān)規(guī)程操作。

1.2.2 樣品采集及處理 當(dāng)仔豬飼養(yǎng)至200d齡時,每組隨機選擇4頭,高壓電極擊暈后放血致死,迅速解剖,取同一側(cè)肝臟5g,置于-20℃冰箱保存,留作后期實驗分析。

1.2.3 生長性能的測定 分別于豬23d齡、73d齡、120d齡及200d齡時對其進行空腹稱重,確定其體重變化。

表1 日糧配方組成與營養(yǎng)物質(zhì)含量

注:*預(yù)混料為每公斤飼料提供:8800IU維生素A;1600IU維生素D;40mg維生素E;0.4mg維生素B1;3.6mg維生素B2;1mg維生素B6;16mg煙酸;11mg泛酸;180mg氯化膽堿;96mg Cu(CuSO4);88mg Fe(FeSO4);76mg Zn(ZnSO4);24mg Mn(MnSO4);0.4mg Co(CoCl2);0.4mg I(CaIO3)。

1.2.4 肝臟抗氧化指標(biāo)的測定 取肝臟制備10%組織勻漿液。勻漿上清中總蛋白含量采用BCA法測定,總抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)檢測按試劑盒方法進行;有機自由基ABTS+·和DPPH·的清除能力的測定[9]:DPPH·測定時用無水乙醇配制0.1mmol/L的DPPH溶液,避光保存。將3mL測試樣品溶液及1mL DPPH溶液加入到同一試管中,搖勻,室溫下暗處靜置30min后測定其吸光度Asample,同時測定用3mL DPPH溶液與1mL乙醇混合后的吸光度Acontrol;ABTS+·測定時用蒸餾水配制7mmol/L ABTS溶液,避光保存12～16h后,將其稀釋至不同濃度測定吸光度(734nm時吸光值在0.700±0.02),將3mL測試樣品溶液及1mL ABTS溶液加入到同一試管中,搖勻,室溫下暗處靜置30min后在534nm處測定其吸光度Asample,同樣用3mL ABTS溶液與1mL乙醇混合后的吸光度Acontrol。ABTS+·和DPPH·清除能力公式如下:

清除率(%)=100×(Acontrol-Asample)/Acontrol

1.2.5 數(shù)據(jù)分析 實驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010進行初步整理后,用SPSS16.0軟件進行統(tǒng)計分析,采用GLM模型分析,比較主因素(膽堿與IUGR)及其交互作用對豬生產(chǎn)性能及肝臟抗氧化指標(biāo)的影響。

表2 膽堿添加與日糧膽堿水平

注:NC=基礎(chǔ)日糧;HC=膽堿日糧(膽堿含量為基礎(chǔ)日糧的2倍);根據(jù)中國飼料組成與營養(yǎng)成分(第21版)計算日糧的總膽堿含量。

表3 日糧膽堿水平與IUGR對豬生長性能的影響(單位:kg)

2 結(jié)果與分析

2.1 日糧膽堿水平與IUGR對豬生長性能的影響

表3可知,除豬200d齡外,IUGR豬的體重在各實驗期均顯著低于NBW豬,分別降低了31.18%,21.79%,15.97%,6.99%(p<0.05);在豬200d齡,IUGR仍有降低其體重的趨勢(p=0.053)。在豬73d齡,日糧高膽堿水平有提高豬體重的趨勢(p=0.095)。豬120d齡時,飼喂高膽堿日糧組體重較正常膽堿組顯著提高了8.89%(p<0.05)。

本實驗發(fā)現(xiàn)在IUGR豬的整個生長發(fā)育中,其體重均顯著低于正常組,Han等[10]實驗同樣發(fā)現(xiàn),IUGR仔豬在生長發(fā)育前期體重偏低,與對其他動物如小鼠[11]、反芻動物[12]的研究一致。可見IUGR可影響動物整個生長發(fā)育過程,導(dǎo)致生長緩慢,體重偏低。研究表明IUGR豬肝臟氧化損傷嚴(yán)重,使肝臟功能受損,從而嚴(yán)重影響其生長性能[13]。Lucas等[14]認(rèn)為低出生體重與成年后多種疾病發(fā)生密切相關(guān),研究發(fā)現(xiàn)成年后代謝綜合征一般發(fā)生在出生體重較低且追趕速度較快的個體上[15];而IUGR小鼠在生長發(fā)育后期各器官重仍偏低,腎臟抗氧化能力減弱,導(dǎo)致泌尿功能受到影響[16];同樣與正常體重豬相比,IUGR豬腸道及粘膜絕對重量顯著降低,嚴(yán)重影響營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收[17]。而在斷奶后豬73d齡與120d齡時,日糧高膽堿水平可顯著提高NBW豬和IUGR豬的體重。有研究證明日糧中添加膽堿中可使小鼠體重增加,對小鼠生長發(fā)育有積極作用[18]。這主要由于膽堿可參與體內(nèi)多個組織代謝反應(yīng),保護機體神經(jīng)、免疫及心血管等系統(tǒng),修復(fù)細(xì)胞線粒體功能,從而促進動物體生長發(fā)育[19]?？梢奍UGR可引起動物生長緩慢,而日糧高膽堿水平可在動物生長后期調(diào)控動物生長。

2.2 日糧膽堿水平與IUGR對豬肝臟抗氧化指標(biāo)的影響

由表4可以看出,IUGR有降低豬肝臟中T-AOC的趨勢(p=0.071),且使正常組清除DPPH·的能力顯著降低了5.28%(p<0.05),但對SOD、CAT、MDA和清除ABTS+·能力無顯著影響(p>0.05)。在飼喂高膽堿日糧后,可使肝臟中MDA顯著降低7.41%(p<0.05),使T-AOC、SOD含量分別升高了18.58%、13.69%(p<0.05),肝臟中清除DPPH·的能力顯著增強了6.07%(p<0.05),而對CAT和清除ABTS+·能力均無顯著影響(p>0.05)。另外,IUGR與膽堿對斷奶后肝臟中抗氧化指標(biāo)的影響均不存在交互作用。

本實驗發(fā)現(xiàn),IUGR有降低豬肝臟中T-AOC的趨勢,研究表明,IUGR與氧化應(yīng)激發(fā)生密切相關(guān),與Ogata等[20]在IUGR大鼠上研究一致。研究也發(fā)現(xiàn),IUGR可導(dǎo)致母體和胎兒發(fā)生氧化應(yīng)激[21],且抗氧化能力低下[22],導(dǎo)致蛋白質(zhì)氧化和脂質(zhì)過氧化的程度增加[23-24]。有機自由基ABTS在H2O2存在時會被氧化成藍綠色的自由基,因此通過測定其吸光度來判斷機體抗氧化能力。本實驗發(fā)現(xiàn),IUGR豬與NBW豬肝臟清除ABTS+·能力沒有顯著性差異,同CAT結(jié)果一致,說明IUGR對肝臟清除H2O2的能力并沒有顯著影響。DPPH是一種穩(wěn)定和良好定性的固體自由基,可用來衡量動物機體總抗氧化能力[25]。本實驗發(fā)現(xiàn)IUGR豬清除DPPH自由基能力較NBW豬顯著降低,與T-AOC指標(biāo)一致。Yin等[26]對新生仔豬與氧化應(yīng)激機制的研究發(fā)現(xiàn),高氧應(yīng)激是造成胎兒發(fā)生氧化應(yīng)激的主要原因,當(dāng)新生兒出生時,空氣氧分壓比宮內(nèi)高很多,因此當(dāng)自主呼吸時,會因為高氧應(yīng)激,導(dǎo)致大量ROS的產(chǎn)生,實驗還發(fā)現(xiàn)氧化損傷會激活Nrf2信號途徑,導(dǎo)致抗氧化相關(guān)基因表達量下降及抗氧化酶活活性降低。也有研究證明機體在懷孕過程中由于胎盤線粒體活動增強從而產(chǎn)生過多的ROS,以超氧負(fù)離子為主[27],而IUGR的發(fā)生加劇了胎兒氧化應(yīng)激的發(fā)生,從而使肝臟及其他組織受到氧化損傷?？梢奍UGR會導(dǎo)致肝臟抗氧化能力顯著降低,加劇肝臟氧化應(yīng)激程度,使肝臟發(fā)育受損。在日糧中添加高水平膽堿顯著降低了抗氧化指標(biāo),如T-AOC、SOD含量顯著升高,清除DPPH·的能力顯著增強。有研究報道日糧中添加膽堿可顯著提高小鼠及禽類SOD并顯著降低MDA水平[28-29],與Sachan DS等的研究一致[30]。另外,日糧中添加膽堿可提高肌肉組織抗氧化能力[31]。研究認(rèn)為,膽堿對抗氧化應(yīng)激的作用可能由于膽堿可緩解組織細(xì)胞損傷,保護細(xì)胞功能,從而提高自由基清除能力[32]?？梢姼吣憠A日糧水平可以調(diào)控IUGR豬肝臟抗氧化應(yīng)激的能力,緩解肝臟氧化應(yīng)激損失。

表4 日糧膽堿水平與IUGR對豬肝臟抗氧化指標(biāo)的影響

3 結(jié)論

本實驗發(fā)現(xiàn),IUGR豬整個生長發(fā)育過程中,體重偏低、生長緩慢,肝臟中總抗氧化能力有降低的趨勢。而在日糧中添加高水平膽堿后,使其在生長發(fā)育后期,生長性能顯著提高,肝臟抗氧化能力顯著增強。

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Effect of dietary concentrations of choline and IUGR on hepatic anti-oxidation of pigs

LI Bo,LI Wei,ZHANG Hao,ZHANG Li-li,WANG Tian*

(College of Animal Science and Technology,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China)

The purpose of this study was to investigate the effect of dietary concentrations of choline and intrauterine growth retardation(IUGR)on growth performance and hepatic antioxidant parameters of pigs. Twelve normal body weight(NBW)piglets and twelve IUGR piglets were selected according to birth weight. At weaning(23d of age),both NBW and IUGR piglets were fed based diet or choline diet. Thus,all piglets were distributed into 4 treatments(NBW+NC,NBW+HC,IUGR+NC and IUGR+HC)× 6 piglets. Determination of body weight was performed at specified days,antioxidant parameters in the liver of pigs were measured at 200d. The body weight of IUGR pigs were decreased significantly at 23,73,120d(p<0.05),while compared with NBW pigs,there was a slight decrease in the body weight of IUGR pigs at 200d. A tendency toward decreased T-AOC activity was observed in the liver of IUGR pigs,whilst IUGR significantly decreased the DPPH· scavenging activity in liver compared to NBW(p<0.05). Consumption of the choline diet significantly increased the activities of T-AOC,SOD and DPPH· scavenging activity in the liver of pigs(p<0.05),whilst hepatic MDA content was significantly decreased after choline treatment(p<0.05). In conclusion,IUGR has a permanent stunting effect on growth performance of pigs and damages hepatic antioxidant ability. Notably,choline supplementation could ameliorate the harmful effects induced by IUGR.

Choline;pigs;Intrauterine growth retardation;growth performance;antioxidant ability

2014-06-13

李博(1990-)，女，碩士研究生，研究方向：動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)。

*通訊作者:王恬(1958-)，男，博士，教授，研究方向：動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)。

國家自然基金(31272454)：宮內(nèi)發(fā)育遲緩豬的脂肪沉積機制及營養(yǎng)調(diào)控研究。

TS201.4

A

1002-0306(2015)07-0363-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.07.068